JP2008010971A

JP2008010971A - 高速分散補償制御装置

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Publication number: JP2008010971A
Application number: JP2006176998A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Honda; 俊樹本多; Kazuhiro Kunimatsu; 和宏國松; Takeshi Ono; 威小野; Katsumi Fukumitsu; 勝巳福▲満▼; Masakazu Ozaki; 正和尾▲崎▼
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-17
Also published as: US20070297804A1; US7817925B2

Abstract

【課題】光受信装置内の遅延干渉計および可変波長分散補償器を同時かつ効率的に最適設定することのできる分散補償制御装置を提供する。
【解決手段】高速の位相変調光信号に低速信号を強度変調で重畳した光信号を使用する。光受信装置４０において、受信した光信号を分岐し、一方を光電変換し、フィルタ４６を通して、低周波数成分のみを抽出する。この受信光信号から抽出された低周波成分からＣＤＲ４７でクロックを抽出し、予め設定された低速信号の周波数と比較する。そして、比較の結果得られる周波数差を用いて、粗い精度で分散補償を行う。次に、分岐された他方を遅延干渉計２１と光電変換部２２を使って、電気信号に変換し、この電気信号の振幅が最も大きくなるように、遅延干渉計２１の位相制御量を調整する。そして、高速変調信号を復調してエラーレートを計測し、エラーレートが良くなるように分散補償量を微調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光伝送システム、特に、光位相変調および復調を採用する光伝送システムにおける分散補償制御装置に関する。

近年、次世代の40 Gb/s 光伝送システム導入の要求が高まっており、しかも10 Gb/sシステムと同等の伝送距離や周波数利用効率が求められている。その実現手段として、従来10 Gb/s以下のシステムで適用されてきたNRZ（Non Return to Zero）変調方式に比べて、光信号対雑音比(OSNR)耐力、非線形性耐力に優れたRZ-DPSK（Return to Zero - Differential Phase Shift Keying）又はCSRZ(Carrier Suppressed Return to Zero)-DPSK変調方式の研究開発が活発になっている。更には、上述の変調方式に加えて、狭スペクトル（高周波数利用効率）の特長を持ったRZ-DQPSK又はCSRZ-DQPSK（Differential Quadrature Phase-Shift Keying）変調方式といった位相変調方式の研究開発も活発になっている。ここで、RZ-DQPSK方式は、DQPSK変調された光にRZの強度変調を施す変調方式であり、CSRZ-DQPSK方式は、DQPSK変調された光をRZの強度変調する場合、位相を工夫することでスペクトル幅を狭くしたキャリアでＲＺ信号を生成するという変調方式である。

図７は、43 Gb/sのRZ-DPSK又はCSRZ-DPSK変調方式を採用して光信号を送信する光送信装置と、RZ-DPSK又はCSRZ-DPSK変調方式により変調された光信号について復調等の受信処理を行なう光受信装置とを示す図である。

RZ-DPSK又はCSRZ-DPSKの変復調方式で光信号を送受信する場合は、光強度としては43 GHzクロック波形となり、２値の光位相に情報を乗せるようになっている。
ここで、図７（ａ）に示す光送信装置１０は、送信データ処理部１１，ＣＷ（Continuous Wave）光源１２，位相変調器１３および、ＲＺパルス化用強度変調器１４をそなえている。送信データ処理部１１は、入力されるデータについてフレーム化するフレーマとしての機能、および、誤り訂正符号を付与するＦＥＣ（Forward Error Correction）エンコーダとしての機能をそなえるとともに、１ビット前の符号と現在の符号との差情報が反映された符号化処理を行なうＤＰＳＫプリコーダとしての機能をそなえている。

また、位相変調器１３は、ＣＷ光源１２からの連続光について、送信データ処理部１１からの符号化データで変調して、光強度は一定であるが、２値の光位相に情報が乗った光信号、即ちＤＰＳＫ変調された光信号を出力するようになっている。更に、ＲＺパルス化用強度変調器１４は、位相変調器１３からの光信号についてＲＺパルス化するものである。すなわち、図７（ｃ）に示されるように、位相変調された光信号は、Ａ２のようになっているとき、この位相変調とは別に、Ａ１に示されるように、ビットレートと同じ周波数で、ＲＺ強度変調をかけた光信号が生成される。特に、ビットレートと同一の周波数（４３ＧＨｚ）かつ、消光電圧（Vπ）の１倍の振幅のクロック駆動信号を用いてＲＺパルス化された光信号をRZ-DPSK信号といい、ビットレートの半分の周波数（２１．５ＧＨｚ）かつ消光電圧（Vπ）の２倍の振幅のクロック駆動信号を用いてＲＺパルス化された光信号をCSRZ-DPSK信号という。

さらに、図７（ｂ）の光受信装置２０は、光送信装置１０に伝送路５を介して接続されて、(CS)RZ-DPSK信号についての受信信号処理を行なうものであり、遅延干渉計２１，光電変換部２２，再生回路（ＣＤＲ：Clock Data Recovery）２３および、受信データ処理部２４をそなえている。

遅延干渉計２１は、例えばマッハツェンダ干渉計により構成され、伝送路５を通じて伝送されてきた(CS)RZ-DPSK信号について１ビット時間（この場合には２３．３ｐｓ）の遅延成分と０radの位相制御がなされた成分とを干渉（遅延干渉）させて、干渉の結果、２つの出力を得ている。即ち、マッハツェンダ干渉計をなす一方の分岐導波路を、他方の分岐導波路よりも１ビット時間に相当する伝搬長だけ長くなるように形成するとともに、他方の分岐導波路を伝搬する光信号を位相制御するための電極２１ａを設ける。

光電変換部２２は、上述の遅延干渉計２１からの２出力をそれぞれ受光することにより差動光電変換検出（balanced detection）を行なうデュアルピンフォトダイオードにより構成される。尚、上述の光電変換部２２で検出された受信信号はアンプ２２ｃにより適宜増幅される。再生回路２３は、光電変換部２２において差動光電変換検出された受信信号から、データ信号およびクロック信号を抽出するものである。そして、この再生回路２３で抽出されたデータ信号およびクロック信号をもとに、受信データ処理部２４で誤り訂正等の信号処理が行なわれる。

その他、本願発明に関連する技術として、以下に示す特許文献１〜５に記載された技術がある。
米国特許出願公開第２００４−０２２３７６９号明細書特開平８−３２１８０５号公報特開２０００−１１５０７７号公報特開２００３−６０５８０号公報特表２００４−５１６７４３号公報

しかしながら、上述の光受信装置においては、40 Gb/s又は43Gb/s伝送においては、波長分散トレランスが10 Gb/s伝送時の1/16程度と厳しくなり、図７（ｂ）に示すように、受信端に可変分散補償器(VDC：Variable Chromatic Dispersion Compensator)２５を配置して、高精度な分散補償を行なう必要も生じてくる。

この場合には、光受信装置においては、遅延干渉計における位相制御のみならず、可変分散補償器における分散補償量の両方を最適設定する必要がある。つまり、CS(RZ)-D(Q)PSK変調がなされた光信号を受信する際においては、この変調光信号を復調するために、遅延干渉計と可変分散補償器の両方を最適設定する必要があるのである。

この点、分散補償については、デコードされた受信信号についての誤り訂正数等によりエラー数をモニタし、モニタしたエラー数に応じて可変分散補償器を制御することが想定される。しかしながら、エラー数に対しての、分散補償量の特性と位相制御量の特性とは性質上相違するものであり、初期設定の段階では、遅延干渉計および可変分散補償器の両デバイスともに制御量が最適値からずれているため、双方の制御量として最適な制御量を探索して、受信信号の品質を良好にするには比較的長時間を要し、遅延干渉計および可変分散補償器の制御量の安定化を迅速に行なうのに支障を来すという課題がある。

すなわち、上述の遅延干渉計における光位相制御や、可変分散補償器による分散補償量の制御によって、上述のエラー数も変化してくるので、双方の制御量を初期の装置立ち上げ後に早期に安定化させることが困難となるのである。

また、システム運用中には、温度変動等によって、伝送路波長分散および遅延干渉計での光位相差が変動するため、遅延干渉計および可変分散補償器のアダプティブな制御が必要になる。特許文献１〜５に記載された技術その他の従来技術においては、位相変調方式におけるこのような遅延干渉計と可変分散補償器の制御の両立に関しては、検討が行なわれていなかった。

図８は、従来の構成において、位相制御量の調整と分散補償量の調整を同時に行った場合の最適値までの到達の様子の概念を示した図である。
図８に示されるように、従来の構成では、分散補償量を調整してから、位相制御量を調整することを繰り返して、次第に最適値に近づけるようにする。しかし、図８から明らかなように、例えば分散補償量に注目すると、最適な値を挟んだ上下の値の間を行ったり来たりする制御を行っており、最適値を見つけるために、無駄な動作を繰り返していることになる。これにより、分散補償量と位相制御量の双方を最適にする過程において、無駄な動作が多くなり、速やかに、分散補償量と位相制御量を最適値に設定できないこととなっている。

本発明の課題は、初期設定（システム運用開始・プロテクション・経路切替時）およびシステム運用中に、光受信装置内の遅延干渉計および可変波長分散補償器を同時かつ効率的に最適設定することのできる分散補償制御装置を提供することである。

本発明の分散補償制御装置は、位相変調された光に、予め決められた周波数を有する、該位相変調よりも変調速度の遅い強度変調をかけた光信号を受信する光受信装置における分散補償制御装置において、光信号の分散補償を行う、分散補償量が可変な可変分散補償手段と、受信した光信号から強度変調成分を抽出し、該抽出された強度変調成分からクロックを再生するクロック再生手段と、該再生されたクロックの周波数と、該予め決められた周波数とを比較する比較手段と、該位相変調された光信号を復調し、復調結果のエラーレートを算出する復調手段と、前記比較結果に基づいて、該クロックの周波数の差が０になるように該可変分散補償手段の分散補償量を制御し、その後、該エラーレートが小さくなるように該可変分散補償手段の分散補償量を制御する分散補償量制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、分散補償制御部により、初期設定（システム運用開始・プロテクション・経路切替時）において、これまで最適化までに10分程度の時間を要していたものが1分程度まで短縮することができる。また、検出部を増やすことはシステムのコスト、スケールの増大につながるが、本発明では、試験信号として低速信号を使うことで技術的なハードルを抑え安価で小規模な回路の追加だけで制御の高速化を実現できる。

本発明の実施形態においては、ｎを自然数とした場合におけるＭ＝２nである差分Ｍ値位相変調がなされた光信号に、それよりも低速な信号を重畳された信号を生成し、これを伝送路を介して光受信装置にまで送信する。そして、光受信装置は、受信した光信号についての分散補償を可変に行なう可変分散補償部と、該可変分散補償部からの光信号を分岐し、光電変換検出部と遅延干渉処理を行なう遅延干渉部にそれぞれ入力し、該光電変換検出にて重畳された低速な信号だけをフィルタで取り出してクロック信号を抽出するクロック信号抽出部を備える。そして、該クロック信号抽出部で抽出された該クロック信号に基づいて粗く該可変分散補償部での分散補償量を制御するとともに、光受信装置は、更に、該遅延干渉部からの光信号について差動光電変換検出を行ない、該差分Ｍ値位相変調に対する復調電気信号を出力する差動光電変換検出部と、該差動光電変換検出部からの該復調電気信号からクロック信号を抽出するクロック信号抽出部と該差動光電変換検出部からの該復調電気信号からエラー数を検出するエラーモニタとを備え、該エラーモニタでのエラー数に応じて該可変分散補償部での分散補償量を制御する。当該光受信装置の定常運用中においては、該エラーモニタでのエラー数に応じて該可変分散補償部を制御することもできる。

また、該差動光電変換検出部からの該復調電気信号からエラー数を検出するエラーモニタを備え、当該光受信装置の運用立ち上げ時には、該分散補償制御部で該クロック信号に基づいて該可変分散補償部を制御し、該可変分散補償部に対する制御が起動した後に、該遅延干渉制御部による該遅延干渉処理を制御し、当該光受信装置の定常運用中においては、該エラーモニタでのエラー数に応じて該可変分散補償部を制御することもできる。

以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる光送信装置を示す図である。
図１（ａ）に示す光送信装置３０は、差分２位相変調である(CS)RZ-DPSK変復調方式を採用するもので、前述の図７（ａ）に示す光受信装置１０に改良を施したものである。

また、図２は、本発明の実施形態にかかる光受信装置を示すブロック図である。
図２に示す光受信装置４０は、差分２位相変調である(CS)RZ-DPSK変復調方式を採用するもので、前述の図７（ｂ）に示す光受信装置２０に改良を施したものである。

なお、図１及び図２において、図７と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
本光送受信装置は、差分２位相変調だけでなく、M値位相変調であっても、同様の変調形態で光に変調をかけ、また、受信側においても可変分散補償器より光信号を分岐し、低速信号を使って、差分2位相変調と同様に可変分散補償器を制御することが可能である。

図７（ａ）に示す光送信装置１０の場合と同様に、図１（ａ）に示す光送信装置３０では、レーザ光源１２，位相変調器１３およびＲＺパルス化用強度変調器１４を備えている。送信データ処理部１１からの符号化データで、レーザ光源１２からの光を変調して、図７（ｃ）のＡ１，Ａ２に示すように、ＤＰＳＫ変調とＲＺパルス化用強度変調器１４によるＲＺパルス化を光に施すが、このときＲＺパルス化用強度変調器１４を動かすドライバIC３１からＲＺ化用クロックと、これよりも低速な信号（例えば１０MHｚの正弦波）を重畳させたものを、ＲＺパルス化用強度変調器１４に入力する。低速信号を重畳する前のＲＺ化用クロックは、図１（ｂ）に示されたように、高速で強度変化する信号となっている。これに低速信号を重畳すると、変調信号は図１（ｃ）にあるような低速な信号にＲＺ位相変調された信号が乗るような形となる。

図２においては、図７（ｂ）に示す光受信装置２０の場合と同様、図２に示す光受信装置４０の遅延干渉計２１は、分散補償を行なうＶＤＣ（可変分散補償器）２５からの光信号について遅延干渉処理を行なう遅延干渉部である。即ち、ＶＤＣ２５からの光信号を光アンプ２６で増幅した後、カプラ２７で分岐して、遅延干渉計２１に入力する。遅延干渉計２１では、入力された光信号を分岐し、分岐した一方を１ビット分遅延させるとともに他方を光位相制御量Δφの位相を与えて、１ビット分遅延された分岐成分と光位相制御量Δφ分だけ位相シフトされた分岐成分とを干渉させるように構成されている。正常な光信号の受信には、この光位相制御量（あるいは、単に、位相制御量）を最適な値に設定する必要がある。

また、デュアルピンフォトダイオードからなる光電変換部２２は、遅延干渉計２１からの光信号について差動光電変換検出を行なうことにより、差分２位相変調に対する復調電気信号を出力する差動光電変換検出部である。

さらに、再生回路（ＣＤＲ）２３は、光電変換部２２からの復調電気信号からクロック信号を抽出するクロック信号抽出部としての機能をそなえるとともに、データ信号を抽出する機能をそなえている。デシリアライザ４３は、ＣＤＲ２３から送られてくるシリアル信号をパラレル信号に変換するものである。又、受信データ処理部２４は、光電変換部２２からの復調電気信号から得られる再生データ信号をもとに誤り訂正処理を行なう誤り訂正処理部（エラーモニタ）としての機能や、フレーマとしての機能についても有している。ここで得られるＦＥＣ訂正数をもとにＶＤＣ制御部４９では、ＶＤＣ２５の分散補償量を制御することができる。ＶＤＣ制御部４９は、後にでてくるように、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）４８から低速信号をもとに割り出される分散補償量情報も合わせて制御する。例として、ＶＤＣ２５を電圧で制御する場合、ＶＤＣ制御部４９では、両方からの制御情報を電圧差であらわし、両者を足したものを制御量としてＶＤＣ２５に渡す。

本光受信装置のＶＤＣ２５は、受信した光信号についての分散補償を可変に行なう可変分散補償部として機能するものであり、例えば文献"IEICE transactions B E85-b_2_463, 40-Gb/s WDM Automatic Dispersion Compensation with Virtually Imaged Phased Array (VIPA) Variable Dispersion Compensators, February 2002"に記載されたＶＩＰＡを適用することができる。尚、ＶＤＣ２５からの光信号については、光アンプ２６を通じて適宜増幅して光カプラ２７にて、遅延干渉計２１と光電変換検出器４５に渡される。光電変換検出器４５は、低速信号を取り出すためのもので、受信できる範囲内の入力パワーがあればよい。例として、ここでは、光カプラ２７における光パワーの分配比率は遅延干渉計２１：光電変換検出器４５＝１０：１とするが、光電変換検出器４５と遅延干渉計２１が受信に必要なパワーが得られればよい。

光電変換検出器４５で検出された信号は、フィルタ４６を通して低速信号だけ抽出され、クロック信号抽出部４７（実際にはＣＤＲ）にてクロック抽出を施され、ＰＬＬ４８において、低速信号用として設定された周波数（たとえば、１０ＭＨｚ）と比較し、周波数差を補正情報として抽出し、補正情報をＶＤＣ制御部４９に渡す。ＶＤＣ制御部４９は、補正情報に基づいて、ＶＤＣ２５の分散補償量を調整する。補正情報は、たとえば、電圧差であらわされる。ＶＤＣ２５から、ＰＬＬ４８、ＶＤＣ制御部４９を含むループは、分散補償を行うためのフィードバックループとなっている。フィルタ４６はローパスフィルタであり、低速信号だけを抽出する。低速信号は、高速な、ＲＺ化された位相変調信号に重畳された強度変調信号であるので、フィルタ４６から出力されるのは、低速な強度変調信号である。これをＣＤＲ４７を用いて処理し、クロックを抽出すると、低速信号の波形の乱れに応じた周波数の信号が抽出される。ＶＤＣ２５における分散補償量が適切でない場合には、低速信号に生じた波形の乱れが補正されずにそのままＣＤＲ４７に入力されるので、送信側で重畳した低速信号の周波数とは、異なる周波数成分が抽出される。これをＰＬＬ４８に設定しておいた、送信側で重畳した低速信号の周波数と比較することにより、クロック信号の周波数差が、ＶＤＣ２５の分散補償量の最適値からのずれに応じて発生する。この周波数差を、ＶＤＣ制御部４９に入力すると、ＶＤＣ制御部４９がＶＤＣ２５の制御用電圧に変換してＶＤＣ２５に与える。低速信号の周波数は、光通信システムの設計の際に、予め設定しておけばよい。なお、このようにして行う分散補償量の精度は、低速信号を用いて行うものであるので、粗いものであり、高速の位相変調を正常に復調するために必要な分散補償量の微調整は、受信データ処理部（フレーマ）２４で得られるエラーレート（ＦＥＣ訂正数）に基づいた調整で行う。すなわち、ＶＤＣ２５の分散補償量をわずかに振って、エラーレートが改善するか否かを判断し、エラーレートが改善した方向に分散補償量を変えていく制御を行う。

まず、図２に示す光受信装置４０の遅延干渉制御部５０およびＶＤＣ制御部４９について説明する。遅延干渉制御部５０は、光電変換部２２から出力された復調電気信号又は再生回路２３からの出力信号のうちの少なくとも一方をモニタし、遅延干渉計２１で、１ビット時間分遅延された成分と干渉させられた後の光信号の光強度を検出し、モニタ結果に応じて、電極２１ａに与える電圧を可変し、遅延干渉計２１で光信号に与える光位相差（位相制御量）Δφを、たとえば、０°に安定化させるように制御する。光電変換部２２からの出力は、遅延干渉計２１での位相制御量がより良いほど、波形がきれいになるので、振幅が大きくなるという傾向があり、再生回路２３の出力も、復調電気信号の振幅が大きければ大きいほど、振幅が大きくなる傾向がある。したがって、遅延干渉制御部５０は、復調電気信号あるいは、再生回路２３の出力信号のいずれかをモニタし、その振幅が最も大きくなるように、位相制御量を調整するようにする。

たとえば、遅延干渉制御部５０は、二乗回路、モニタ部及び位相制御量制御回路をそなえて構成することができる。二乗回路は、光電変換部２２から出力された復調電気信号の一部をスプリッタを通じて入力し、この復調電気信号について二乗するものであり、モニタ部は、二乗回路からの二乗信号を積分することにより、その平均値を得るものである。さらに、位相制御量制御回路は、モニタ部により得られた平均値に応じて、遅延干渉計２１の位相制御量を制御する。例えば、遅延干渉計２１をマッハツェンダ干渉計により構成する場合には、位相が制御される対象の光信号が伝搬する光導波路部分に形成された電極２１ａを通じて電界を供給することで、光信号の位相を制御することができる。

図３は、分散補償量、位相制御量、アイ開口ペナルティの関係を示す図である。
ＶＤＣ２５では、最終的には、受信データ処理部２４のエラーレートが最適になるように調整される必要があり、Ｍ値位相変調では図３のように位相制御量と分散補償量両方を最適値に持って行かないと、アイ開口ペナルティの値が悪く、本来の信号品質が得られないが、両方を併せようとすると図８でも述べたように、従来では、最適な分散値を探しては、遅延干渉計の光位相をシフトさせるという動作を繰り返していかなければならない。しかし、本発明の実施形態では、分散による試験信号（低速信号）の劣化を分散補償し、最初に粗く分散補償量を特定し、同時または、その後Ｍ値位相変調の信号を使い細かく分散補償の補正をかけていく。なお、図３では、位相制御量が０°の時にもっともアイ開口ペナルティがよくなっているが、これは、遅延干渉計が外部の影響をなんら受けていない場合を想定しているからである。遅延干渉計が外部の温度や圧力等に影響を受ける場合には、位相制御量が最適な値は、０°以外にもなりうる。そこで、本発明が問題にしている位相制御量の調整が必要となってくる。

図４及び図５は、本発明の実施形態に従った処理の流れを示すフローチャートである。
図４は、第１の形態の処理の流れを示す。まずステップＳ１で、低速信号のクロックを抽出しPLLで周波数同期できるまでフィードバック制御をかける。この動作が、粗く分散補償量を絞り込む動作となる。次にＳ２、Ｓ３のステップで位相制御量、分散補償量の順番に受信データ処理部２４のＦＥＣ訂正数が最小になるポイントを探す。分散量は微調整なので、例えば5ps/nm単位で調整するとする。この調整量は、受信器、変調条件によって最適な幅があるので条件に合わせた変更が必要となる。ここまでで、システムの立ち上げが完了するが、ここでステップＳ１へ戻ることによって、システムの運用中も調整を続けるようにする。これにより、システムの運用中でも微調整に対応することができる。ステップＳ１とＳ２、Ｓ３は扱っている信号が違い、かつ制御幅が異なるので同時に制御することも可能である。

例えば、図５の要領で調整することが可能である。Ｓ５では、試験信号（低速信号）からクロックを抽出し図４の時と同様にPLLで同期出来るまでループ制御をかける。それと同時にＳ６、Ｓ７では、主信号（ＲＺ化された位相変調信号）を使って信号エラーが最小になる点を探していく。このときの分散量の制御は、Ｓ５では、±数十ps/nm程度の精度での制御になっても、Ｓ７では、5ps/nmの幅で動いているので互いの制御への影響は小さく同時に制御することができる。すなわち、ステップＳ５の制御で、分散量が最適に設定されても、これは、数十ps/nmのオーダであるので、ステップＳ７で、5ps/nmのオーダで微調整したとしても、ステップＳ５の制御における最適条件からは外れない。したがって、ステップＳ５の制御で、最適値を探す制御と、ステップＳ７で、最適値を探す制御を独立に行っても、両方が満足できる分散補償値を探すことができる。

図６は、本発明の実施形態に従った位相制御量と分散補償量の制御の動作の様子を概念的に示した図である。
以上の制御は、システムの立ち上げ時だけでなく、サービス運用中もこの制御を繰り返すことによって、温度変化などによる微調整だけでなく、送信装置、中継装置の再起動等の再調整にも対応することが出来る。このような過程をとることで、図８の制御を図６のようにすることができ、無駄な動作をすることなく、最短距離で最適値にたどり着くことができ、位相制御量と分散補償量の最適値にたどり着くまでの時間を短縮させることができる。

上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
たとえば、上述の実施形態においては、差分２位相変調による光受信装置について詳述しているが、本発明によれば、ｎを２以上の自然数とした場合におけるＭ＝２nである差分Ｍ値位相変調による光受信装置に対しても、同様に適用することが可能である。

その他、上述した実施形態の開示により、当業者であれば本発明の装置を製造することは可能である。
なお、上記では、制御の順番として２通りの例を説明したが、これらの制御の順番はさまざまなものが可能である。たとえば、以下の例のような制御順番が可能である。
Ａ：分散補償の租調整、Ｂ：分散補償の微調整、Ｃ：位相調整
（順番に行う場合には、Ａ→Ｂ、同時に行う場合はＡＢを表記する）
１．Ａ→Ｂ→Ｃ
２．Ａ→Ｃ→Ｂ
３．ＡＢ→Ｃ
４．Ａ→ＢＣ
５．Ｂ→Ａ→Ｃ
６．Ｂ→Ｃ→Ａ
７．Ｂ→ＡＣ
８．ＢＣ→Ａ
９．Ｃ→Ａ→Ｂ
１０．Ｃ→Ｂ→Ａ
１１．ＣＡ→Ｂ
１２．Ｃ→ＡＢ
１３．ＣＢ→Ａ

（付記１）
位相変調された光に、予め決められた周波数を有する、該位相変調された光よりも低速な強度変調をかけた光信号を受信する光受信装置における分散補償制御装置において、
光信号の分散補償を行う、分散補償量が可変な可変分散補償手段と、
受信した光信号から強度変調成分を抽出し、該抽出された強度変調成分からクロックを再生するクロック再生手段と、
該再生されたクロックの周波数と、該予め決められた周波数とを比較する比較手段と、
該位相変調された光信号を復調し、復調結果のエラーレートを算出する復調手段と、
前記比較結果に基づいて、該クロックの周波数の差が小さくなるように該可変分散補償手段の分散補償量を制御し、その後、該エラーレートが小さくなるように該可変分散補償手段の分散補償量を制御する分散補償量制御手段と、
を備えることを特徴とする分散補償制御装置。

（付記２）
前記復調手段は、
位相変調を復調するための光干渉計と、
該光干渉計の出力を電気信号に変換する光電変換手段と、
該光電変換された信号の振幅が最大になるように、光干渉計が光信号に与える位相シフトを制御する位相制御手段と、
を備えることを特徴とする付記１に記載の分散補償制御装置。

（付記３）
前記クロックの周波数の差が小さくなるように分散補償する場合の分散補償量の単位は、エラーレートが小さくなるように行う分散補償の分散補償量の単位より大きいことを特長とする付記１に記載の分散補償制御装置。

（付記４）
前記位相変調は、ｎを自然数とした場合に、差分２^ｎ値位相変調であることを特徴とする付記１または２に記載の分散補償制御装置。

（付記５）
前記光干渉計は、
入力された光信号を２分岐する分岐手段と、
分岐した一方の光信号を１ビット分遅延させる遅延手段と、
分岐した他方の光信号に位相シフトを与える位相シフト手段と、
該遅延手段の出力と該位相シフト手段の出力を干渉させる干渉手段と、
を備える遅延干渉計であることを特徴とする付記４に記載の分散補償制御装置。

（付記６）
前記クロック周波数の比較は、フェーズ・ロックド・ループを用いて行われることを特徴とする付記１に記載の分散補償制御装置。

(付記７）
前記クロック周波数の差が小さくなるように行う分散補償を最初に行い、次に、位相制御を行い、最後に、エラーレートが小さくなるように行う分散補償を行うことを特徴とする付記２に記載の分散補償制御装置。

（付記８）
前記クロック周波数の差が小さくなるように行う分散補償と、位相制御を同時に行い、次に、エラーレートが小さくなるように行う分散補償を行うことを特徴とする付記２に記載の分散補償制御装置。

（付記９）
前記分散補償制御装置は、通信システムの運用中にも動作することを特徴とする付記１に記載の分散補償制御装置。

（付記１０）
前記強度変調信号は、正弦波信号であることを特徴とする付記１に記載の分散補償制御装置。

（付記１１）
前記再生されたクロックの周波数と予め定められた強度変調の周波数の差が０になるように制御することを特徴とする付記１又は８に記載の分散補償制御装置。

本発明の実施形態にかかる光送信装置を示す図である。本発明の実施形態にかかる光受信装置を示すブロック図である。分散補償量、位相制御量、アイ開口ペナルティの関係を示す図である。本発明の実施形態に従った処理の流れを示すフローチャート（その１）である。本発明の実施形態に従った処理の流れを示すフローチャート（その２）である。本発明の実施形態に従った位相制御量と分散補償量の制御の動作の様子を概念的に示した図である。従来の光送信装置と、光受信装置とを示す図である。従来の構成において、位相制御量の調整と分散補償量の調整を同時に行った場合の最適値までの到達の様子の概念を示した図である。

符号の説明

５伝送路
１０、３０光送信装置
１１送信データ処理部
１２光源
１３位相変調器
１４ＲＺ化用強度変調器
２０、４０光受信装置
２１遅延干渉計
２１ａ電極
２２光電変換部
２２ｃアンプ
２３ＣＤＲ
２４受信データ処理部
２５可変分散補償器（ＶＤＣ）
２６光アンプ
２７光カプラ
３１ドライバＩＣ
４３デシリアライザ
４５光電変換部
４６フィルタ
４７ＣＤＲ
４８ＰＬＬ（Phase Locked Loop）
４９ＶＤＣ制御部
５０遅延干渉制御部

Claims

位相変調された光に、該位相変調された光よりも低速な強度変調をかけた光信号を受信する光受信装置における分散補償制御装置において、
光信号の分散補償を行う、分散補償量が可変な可変分散補償手段と、
受信した光信号から強度変調成分を抽出し、該抽出された強度変調成分からクロックを再生するクロック再生手段と、
該再生されたクロックの周波数と、予め決められた強度変調の周波数とを比較する比較手段と、
該位相変調された光信号を復調し、復調結果のエラーレートを算出する復調手段と、
前記比較結果に基づいて、該クロックの周波数の差が小さくなるように該可変分散補償手段の分散補償量を制御し、その後、該エラーレートが小さくなるように該可変分散補償手段の分散補償量を制御する分散補償量制御手段と、
を備えることを特徴とする分散補償制御装置。
前記復調手段は、
位相変調を復調するための光干渉計と、
該光干渉計の出力を電気信号に変換する光電変換手段と、
該光電変換された信号の振幅が最大になるように、光干渉計が光信号に与える位相シフトを制御する位相制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の分散補償制御装置。
前記クロックの周波数の差が小さくなるように分散補償する場合の分散補償量の単位は、エラーレートが小さくなるように行う分散補償の分散補償量の単位より大きいことを特長とする請求項１に記載の分散補償制御装置。
前記位相変調は、ｎを自然数とした場合に、差分２^ｎ値位相変調であることを特徴とする請求項１または２に記載の分散補償制御装置。
前記光干渉計は、
入力された光信号を２分岐する分岐手段と、
分岐した一方の光信号を１ビット分遅延させる遅延手段と、
分岐した他方の光信号に位相シフトを与える位相シフト手段と、
該遅延手段の出力と該位相シフト手段の出力を干渉させる干渉手段と、
を備える遅延干渉計であることを特徴とする請求項４に記載の分散補償制御装置。